柴达木盆地高山深盆的构造格局和总体干旱缺水的沉积背景，形成了盆地边缘相带窄、“源储一体”沉积体分布广（占盆地沉积岩面积的60% 以上）的特征，油气资源勘探前景广阔，对于千万吨高原油气田建成和可持续发展具有重要的意义。英雄岭构造带隶属于柴达木盆地西部古近系—新近系含油气系统，是盆地石油勘探的重要领域^[1-3]，面积为4 900 km²，包括狮子沟、花土沟、游园沟、油砂山、英东、干柴沟、咸水泉、油泉子、黄瓜峁、开特、油墩子等地区^[4]。1984年，位于狮子沟的狮20井在古近系下干柴沟组上段（E₃²）日喷油1 138 m³、气22.7×104m³，发现深层孔缝系统的碳酸盐岩油藏。由于地震资料品质差，油藏主控因素认识不清，历经12年探索，先后共钻探深井16口，均未取得明显进展。2010年，利用二维地震老资料重新处理解释成果，优选英东一号钻探砂37井，对10个层组试油均获工业油气流，发现了浅层（N₂² —N₂¹）碎屑岩断块油气藏，实现了勘探的重大突破。英东浅层突破后，通过持续深化碳酸盐岩成储研究，明确了咸化半深湖—深湖相“源储一体”碳酸盐岩储层发育溶蚀孔洞、晶间孔、裂缝等多种储集空间，具有整体含油、构造改造调整的特征。在新认识的指导下，勘探由浅层转战深层，先后钻探8口千吨级高产井，在英西—英中地区平面上落实了5个油气富集区，累计探明油气地质储量超过7 000×10⁴ t。同时，引入页岩油勘探新理念^[5]，在深入研究和评价烃源岩的基础上，优选构造变形较弱的干柴沟地区开展源内页岩油勘探，完钻的6口直井9个层组压裂后均获工业油流，落实页岩油面积42 km²，估算地质储量超过3×10⁸ t。截至目前，英雄岭地区累积探明石油地质储量已达5×10⁸t，但油气发现率仍较低^[6-7]。从英雄岭地区已知油气藏分布来看，它们并不严格受构造圈闭的控制，而且不同深度油气层的产量也存在着明显的差异，针对该区油气藏的富集规律和成藏模式尚无系统研究。通过构造演化、烃类包裹体、典型油气藏解剖等技术手段，对柴达木盆地英雄岭地区古近系油气藏形成期次、演化特征及富集规律等方面进行深入探讨，明确油气成藏特征及分布规律，并指出有利勘探区带，以期为该区下一步勘探部署提供理论依据。

柴达木盆地位于青藏高原北部，是一个大型陆相中—新生代山间含油气盆地，划分为柴西坳陷、柴北断陷、三湖坳陷共3个一级构造单元。自中—新生代以来，经历了古新世—始新世断陷、渐新世—中新世弱挤压、上新世—第四纪强烈挤压3个大的演化阶段^[5]。现今柴达木盆地褶皱构造带和逆冲断层发育，平面上构造变形，呈“西强东弱、南强北弱”。英雄岭地区位于柴西坳陷中部，面积约为4 900 km²，包括英西、英中、英东和英北构造带（图 1a），该区古近纪为沉积中心，新近纪末受喜马拉雅晚期构造运动改造反转隆升。英雄岭地区目前钻探揭示主要为新生界，纵向上发育5套地层：古—始新统路乐河组（E₁₊₂），主要发育杂色砂砾岩夹泥岩；渐新统下干柴沟组下段（E₃¹），以棕褐色泥岩、泥质粉砂岩及泥质灰云岩为主；渐新统下干柴沟组上段（E₃²），下部主要发育暗色富有机质灰云岩，上部叠置发育灰质白云岩、泥质灰云岩夹多套盐岩层；中新统上干柴沟组（N₁）以棕黄色砂岩、泥岩为主，夹灰色、深灰色碳酸盐岩；上新统下油砂山组（N₂¹）主要发育棕黄色、灰色粉砂岩、泥岩^[5]（图 1b）。

图 1

Fig. 1

下载原图 图 1 柴达木盆地英雄岭地区构造位置（a）及岩性地层综合柱状图（b）（据文献[4]修改） Fig. 1 Structural location (a) and stratigraphic column (b) of Yingxiongling area in Qaidam Basin

英雄岭构造带新生代以来经历了裂陷伸展与挤压收缩交替变化的构造演化过程，大致可以分为3个阶段，具体表现为古近纪走滑拉分伸展、中新世弱挤压、上新世—第四纪强烈挤压阶段（图 2）。

图 2

Fig. 2

下载原图 图 2 柴达木盆地英雄岭地区新生代构造演化史 Fig. 2 Cenozoic tectonic evolution history in Yingxiongling area, Qaidam Basin

古近纪，青藏高原整体处于近南北向的挤压背景之下，强烈的挤压作用使高原内部形成了众多走向与性质各异的压扭断裂。柴西地区受北西西向断裂右行走滑和北东东向断裂左行走滑的影响，块体向东逃逸、伸展，进入走滑拉分的弱断陷阶段。到中新世，随着青藏高原陆内俯冲加剧，盆内块体向东逃逸受阻，由此导致的走滑拉分作用变弱，逐渐转换为以挤压作用为主，沉积中心向东迁移，构造变形主要表现为低角度挤压逆断层和相关褶皱或正反转构造，但构造变形强度不大。到上新世—第四纪进入强烈挤压阶段，青藏高原在晚喜马拉雅期的陆内俯冲作用进一步加剧，盆地受到区域南西—北东向应力场的影响和阿尔金断裂强烈地左行走滑作用，在英雄岭地区该期构造变形主要表现为逆冲滑脱褶皱、生长背斜与反转半地堑、地堑构造垂向叠加式组合，此时期形成的构造圈闭和稳定区都是英雄岭地区重要的勘探目标。

整体上柴达木盆地新生代经历了从干旱到湿润，再到干旱的气候演变^[5]。下干柴沟组上段发育时期为湖盆最大湖泛期，英雄岭地区主要为咸化半深湖相沉积，湖盆水体呈现周期性震荡，膏盐岩较为发育，并伴随有陆源碎屑物的供给，使得大面积的混积型湖相碳酸盐岩与纹层状泥岩呈高频叠置分布，沉积物以细粒沉积为主，源储混积度较高^[8-10]。

针对该套地层的源储特征，以往研究结果^[11]表明，该套烃源岩岩性主要为块状泥岩和纹层状灰云岩，有效烃源岩分布面积近3 650 km²。有效TOC平均为0.91%，R_o为0.6%~1.3%，有机质类型以Ⅰ—Ⅱ₁型为主。尽管TOC值普遍较低（大多小于1%），但有机质富氢，单位有机碳成烃潜力大，有机碳转化率高达80%。源岩具有“二段式”生油模式，即该套烃源岩可溶有机质早期低熟生烃，不溶有机质晚期成熟生烃，具有接力生烃特征。储集体主要包括纹层状灰云岩、块状灰云岩以及碎屑岩3类油气储集体^[5]。储集空间主要包括晶间孔、晶/粒间溶孔、角砾孔（洞）和网状裂缝等4类，总体上储集空间类型多样，储集性能好。

构造演化和褶皱变形控制着裂缝的形成、油气的运移、圈闭的规模与分布，不同期次的构造运动均会对油气的成藏产生重要影响^[12-14]。流体包裹体是记录成岩、成矿（藏）作用及其条件的显微流体^[15-17]。为明确英雄岭地区古近系油气成藏期次，对21块包裹体样品进行了系统观察和测温，发现烃类包裹体特征可反映出3期油气充注过程（图 3）。第Ⅰ期烃类包裹体为发橙黄色荧光的单一液相油包裹体（图 3a），赋存在石英颗粒裂纹中，反映了早期低熟原油的运移和充注；第Ⅱ期烃类包裹体为发黄绿色荧光的单一液相油包裹体（图 3b），赋存在石英颗粒裂纹中，反映了一幕中等成熟原油的运移和充注；第Ⅲ期烃类包裹体为发蓝绿色荧光的气液两相油包裹体（图 3c），赋存在石英颗粒裂纹中，其气液比低，反映了一幕高成熟原油的充注。

图 3

Fig. 3

下载原图 图 3 柴达木盆地英雄岭地区古近系下干柴沟组上段储层中含油包裹体特征 （a）早期低熟油，Ⅰ油组，单一液相油包裹体发橙黄色荧光，对应温度为85~100 ℃，狮40井，3 150.5 m；（b）中期中等成熟油，Ⅰ油组，单一液相油包裹体发黄绿色荧光，对应温度为110~125 ℃，狮40井，3 147.3 m；（c）晚期高熟油，Ⅱ油组，见发蓝绿色荧光油气包裹体，对应温度区间140~160 ℃，狮40井，3 579.7 m；（d）对应图 3（a）中包裹体的波长及光谱；（e）对应图 3（b）中包裹体的波长及光谱；（f）对应图 3（c）中包裹体的波长及光谱。 Fig. 3 Characteristics of oil-bearing inclusions of E32 reservoirs in Yingxiongling area, Qaidam Basin

对3期烃类包裹体及其伴生的盐水包裹体进行测温，结果显示：第Ⅰ期橙黄色油包裹体的均一温度为84.6 ℃，同期盐水包裹体的均一温度分布范围较广，主体为85.0~100.0 ℃；第Ⅱ期黄绿色油包裹体的均一温度为99.5 ℃，同期的盐水包裹体均一温度为115.6~121.9 ℃，平均为118.9 ℃；第Ⅲ期蓝绿色油气包裹体均一温度为183.5~188.6 ℃，平均为185.7 ℃，同期盐水包裹体均一温度为140.0~160.0 ℃，平均为148.0 ℃。将3期烃类包裹体的捕获温度与英雄岭地区红狮凹陷的埋藏史和生烃史（图 4）对比，结果显示，第Ⅰ期原油约在上干柴沟组中晚期开始充注，烃源岩已进入生油门限，开始生烃和排烃；第Ⅱ期在下油砂山组末期，以低熟—成熟油充注为主；第Ⅲ期为狮子沟组末期，以成熟—高熟油充注为主。分别对应上干柴沟组早期低熟油、上油砂山组中期低—成熟油，狮子沟组—七个泉组晚期高熟油3期成藏纵向上形成了盐间层和盐下泥质灰云岩层2套主要含油层系、横向上差异分布的油气成藏格局。

图 4

Fig. 4

下载原图 图 4 柴达木盆地英雄岭地区红狮凹陷埋藏史与生烃史 Fig. 4 Burial history and hydrocarbon generation history of Hongshi sag in Yingxiongling area, Qaidam Basin

根据流体包裹体特征及均一温度，深入分析英雄岭地区古近系油气成藏过程及演化特征。研究区咸化湖盆烃源岩具有“二段式”生油模式^[5]，即下干柴沟组上段烃源岩可溶有机质早期低熟生烃，不溶有机质晚期成熟生烃。通过对灰云岩储层成岩演化、构造运动与成藏期匹配关系的研究，总结形成了英雄岭地区3期运聚、2类油藏的成藏模式。

依据英雄岭地区红狮凹陷埋藏史与生烃史曲线，下干柴沟组上段烃源岩在上干柴沟组中晚期时开始进入生烃阶段，低熟油生成后，一部分通过孔缝系统直接进入到互层分布的纹层状灰云岩中，形成低熟油藏，还有一部分低熟油由于排烃动力不足，滞留在烃源岩中。此外，英雄岭地区在下干柴沟组上段沉积时期一直处于湖盆中心区域，受咸化沉积环境影响，盐层较为发育，与烃源岩直接接触的盐层一方面发育溶蚀孔，形成有效储集空间；另一方面，未溶蚀盐层又是一套优质的区域盖层，对油气具有封盖作用，有利于油气聚集成藏。盐层的发育使得英雄岭地区下干柴沟组上段地层盐间和盐下储层中整体含油，但由于沉积时储层与烃源岩交互发育，混积现象严重，储层物性较差，储层在第一次充注过程中油气充满度较低，含水量偏高（图 5）。

图 5

Fig. 5

下载原图 图 5 柴达木盆地英雄岭地区古近系下干柴沟组上段低熟油气藏形成及储集模式 Fig. 5 Formation and accumulation model of low mature oil and gas reservoirs of E32 in Yingxiongling area, Qaidam Basin

到上新统下油砂山组沉积末期，受昆仑山抬升影响，英雄岭地区构造变形主要表现为低角度挤压和相关褶皱作用，这种叠加应力导致了大量断裂和裂缝的发育。断裂和裂缝不仅是油气运移的主要通道，也有效改善了致密的碳酸盐岩储集空间。在这一时期受构造活动影响，英雄岭地区主要发育3类储集空间，对油气成藏起到了至关重要的作用（图 6）。

图 6

Fig. 6

下载原图 图 6 柴达木盆地英雄岭地区古近系下干柴沟组上段低—成熟期油气藏形成及储集模式 Fig. 6 Formation and accumulation model of low mature to mature oil and gas reservoirs of E32 in Yingxiongling area, Qaidam Basin

Ⅰ类储集空间是在盐层摩擦作用过程中产生的盐间缝及盐下角砾化孔洞。英雄岭地区是盆内膏盐层相关构造发育最为典型的地区，晚新生代构造以左行压扭为主^[18-19]。左行压扭构造通常表现为正花状构造，但由于研究区膏盐层的存在，构造样式发生了改变，发育走滑压扭盐构造系统。研究表明，埋深为2 000~3 500 m时膏盐层的塑性蠕变行为随着温度的升高而显著增强，在构造活动过程中，高温条件下还可形成大量的盐溶孔洞，因此在该套盐层中不仅发育盐间缝，沿微裂缝附近还发育大量的溶蚀孔洞，形成了良好的盐间改造储层^[20]。此外，受构造活动影响，在盐下储层与盐层的接触部位，盐层经揉皱后，在中间会发育大量角砾化孔洞，还形成了一条高渗带，有利于油气的运聚。

Ⅱ类储集空间是与断层相伴生的角砾化孔洞。构造运动可导致深层流体压力发生变化，对油气运聚会产生一定的影响^[21]。英雄岭地区这套富泥、富灰沉积地层在构造运动发生前压力处于平衡状态，储层比较致密，地层中流体流动性较差。在构造活动期，两侧地层受到挤压和抬升后，形成一系列断层，走滑拉分使压力得到释放，在断裂附近形成卸压区，这种压力分异重建了疏导体系，使得油气更容易从深层向浅层运移。同时，断裂两侧的易溶矿物及盐层会产生微裂缝和角砾化孔洞，使油气在断裂内的侧向运移更加活跃，但这种侧向改造的强度和溶蚀范围受到断裂强度、流体性质、地层中矿物成分和溶蚀强度等方面的综合影响，因此一般难以发生油气的长距离侧向运移^[22-24]。

Ⅲ类储集空间是纹层状灰云岩中发育的晶间孔和溶蚀孔。由于烃源岩生烃强度增大，生烃流体对储层的改造作用增强，是主要的孔隙类型。溶蚀作用包括沿裂缝溶蚀及灰云岩内部溶蚀2种类型，溶蚀孔大量发育，连通性好，有效提高了储层物性。晶间孔主要发育在白云岩含量高的层段，孔隙分布均匀，大小规则，面孔率高。同时，广泛发育的纹层缝也是泥灰质白云岩储层重要的储集空间类型，生烃作用形成的酸性流体沿裂缝运移，对裂缝扩溶的同时，对裂缝周围的易溶矿物也会进行溶蚀，使得裂缝与周围的孔隙形成了有效的孔-缝储集层。

整体而言，经过上新统下油砂山组沉积末期构造改造后，研究区局部储层整体物性有所提高，同时下干柴沟组上段部分源岩也达到成熟阶段，为油气成藏奠定了基础。盐层的发育有效地改善了储层物性，盐岩热导率高，隔热性差，盐下地层的热量容易散逸，因而有利于盐下碳酸盐岩中大孔隙的保存。由于盐层塑性强、易流动，裂缝与断层部分被充填，使断层和裂缝消失在膏盐岩盖层中，很少能穿透并到达膏盐岩之上的岩层中，使得下伏地层中形成高压系统，高压可以阻碍地层的进一步压实，从而有利于盐下地层中形成的大量裂缝及次生孔隙的保存^[25]。因此在这一时期，低熟—成熟阶段的油气沿断裂及裂缝发生纵向和侧向运移，在断溶体、盐间和盐下储层中富集成藏，同时也在大面积分布的纹层状灰云岩中持续充注，油气充注度高，因此，该时期是英雄岭地区一次重要的油气成藏期。

从狮子沟组沉积期开始，烃源岩已进入成熟—高熟期，油气供给更加充足，且在这一时期构造定型，被改造的储层中油水也进一步分异。在构造活动强烈区，双层断裂接力输导，晚期生成的成熟—高熟油气经断裂输导在浅层聚集成藏。盐间储层及断裂带中的孔渗性略强，与周缘形成压力差，油气具有充注优势，该类储层接受3期油气充注后，充注度更高，形成高丰度的构造-岩性油气藏。盐下储层中高孔带分布较为局限，以微孔隙为主，具有油难以充注、水难以排出的特征，因此这类储层被早期原油充注后，晚期原油充注较难，普遍含水，以早、中期充注为主（图 7）。

图 7

Fig. 7

下载原图 图 7 柴达木盆地英雄岭地区古近系下干柴沟组上段成熟—高熟期油气藏形成及储集模式 Fig. 7 Formation and accumulation model of mature to high mature oil and gas reservoirs of E32 in Yingxiongling area, Qaidam Basin

在构造调整的稳定区，研究区斜坡—向斜部位接受3期油气持续充注，受烃源岩生烃增压作用、纹层缝与层间缝对油气的输导等的影响，与烃源岩直接接触的纹层状泥灰岩储层可形成大面积规模发育的页岩油，形成“源储一体”的页岩油藏。如在英雄岭地区干柴沟构造稳定区钻探的柴902井在E₃²-Ⅳ油组试油获日产油9.4 t、日产气4 889 m³，含水率为10%，截至2022年6月累产油超过2 500 t，累产气85×10⁴m³，原油成熟度达到0.9%。由此可见，在构造稳定区形成的页岩油储层中油气充注度较高，是未来油气勘探开发的重点地区。

（1）英雄岭地区下干柴沟组上段为咸化半深湖相沉积，大面积的混积型湖相碳酸盐岩与纹层状泥岩呈“源储一体”沉积，有利于源内规模成藏。烃源岩为块状泥岩和纹层状灰云岩，尽管TOC值普遍较低，但具高可溶有机质，富含氢元素优势，可高效、连续生烃，油气资源潜力大。储集体主要包括纹层状灰云岩、块状灰云岩以及碎屑岩3类，受后期成岩及构造改造作用影响，发育晶间孔、晶/粒间溶孔、角砾孔（洞）和网状裂缝等4类储集空间，总体上储集性能较好。

（2）英雄岭地区下干柴沟组上段共经历3期油气充注。第Ⅰ期烃类包裹体为单一液相油包裹体，反映了早期低熟原油的运移和充注；第Ⅱ期烃类包裹体为单一液相油包裹体，反映了一幕中等成熟原油的运移和充注；第Ⅲ期烃类包裹体为气液两相油包裹体，反映了一幕高成熟原油的充注。

（3）英雄岭地区下干柴沟组上段油气成藏演化与分布主要受咸化湖相烃源岩演化及3期构造运动的控制，整体具有3期成藏特征：在新近系早期，油气充注在晶间孔中，形成早期的低熟油藏，整体含水，油饱和度较低；新近系中期，构造发生调整，产生了与断裂相关的裂缝、角砾化孔洞发育带和盐拖曳产生的孔、洞、缝一体的高渗储集层，在关键成藏期（N₂²）生成的低—成熟油气向盐间储集层和高渗带聚集成藏，形成油气高产区；到构造定型期（N₂³—Q），在构造改造强烈区，在浅层形成构造油气藏，在下干柴沟组上段内部形成构造、构造-岩性油气藏；在构造稳定区，形成“源储一体”的规模型页岩油气藏。